Wichtigste Aufgabe der Space Shuttle Mission STS-48 , „Discovery“ F-13 , war der Transport des großen wissenschaftlichen Forschungssatelliten UARS (Upper Atmosphere Research Satellite). Da diese Nutzlast bereits einen Großteil des Raums in der Nutzlastbucht einnahm, konnten nur noch einige wenige zusätzliche wissenschaftliche Experimente mitgeführt werden. Die Vorbereitungen zur Mission STS-48 verliefen so reibungslos wie nur bei wenigen Missionen und so konnte der Stattermin sogar um neun Tage vorverlegt werden. Mehr wäre möglich gewesen, doch schneller konnte das Crew Training nicht abgeschlossen werden. Daß der Start dann doch mit 14 min Verspätung erfolgte, lag nicht an Problemen mit dem Space Shuttle sondern vielmehr an einer gestörten Kommunikationsverbindung zwischen dem Kennedy Space Center und Mission Control in Houston. Schließlich hob die „Discovery“ am 12.09.1991 um 23:11 UTC von Cape Canaveral ab. An Bord eine nur fünfköpfige Besatzung: Kommandant John Creighton und Pilot Kenneth Reightler sowie die drei Missionsspezialisten Mark Brown, Charles Gemar und James Buchli. Nach umfangreichen Vorbereitungen setzte die Crew am dritten Flugtag, dem 15.09.1991, mit dem Manipulatorarm RMS ihre 750 Mio $ teure Nutzlast UARS aus. In der Checkout Phase wurden dabei Probleme beim Empfang der Daten des Satelliten via TDRSS in der Bodenstation registriert. Dennoch wurde das Freigeben des Satelliten autorisiert. Unangenehm war die Lichtsituation in dieser Flugphase für die Cockpit Crew. Creighton und Reightler mußten die „Discovery“ auf den vorgesehenen Sicherheitsabstand bringen, konnten den gleißend hell angestrahlten UARS vom hinteren Flugdeck aus aber kaum erkennen. Dennoch bewältigten sie auch diese Situation souverän. Nun konnte sich die Besatzung den sekundären Experimenten der Mission widmen, die überwiegend bereits bei früheren Shuttle Missionen zum Einsatz gekommen waren. Darunter waren medizinische und technologische Experimente, beispielsweise zur Züchtung von Proteinkristallen oder zur Herstellung polymerer Membranen. Neu waren PARE-01 (Physiological and Anatomical Rodent Experiment), CREAM-01 (Cosmic Radiation Effects and Activation Monitor) und MODE-01 (Middeck 0-Gravity Dynamics Experiment). Bei letzterem ging es daraum, das Schwingungsverhalten von in der Kabine montierten Gitterstrukturen und das Schwappen von Flüssigkeiten in geschlossenen Behältnissen zu untersuchen. Die Idee zu MODE stammte vom Massachusetts Institute of Technology, doch auch die NASA hatte im Hinblick auf die geplante Raumstation „Freedom“ großes Interesse an den Studien. Am vierten Flugtag kam es zu einer vorübergehenden Unterbrechung der Forschungsaktivitäten, als die „Discovery“ der ausgebrannten Raketenstufe eines 1977 gestarteten Kosmos Satelliten ausweichen mußte. Die Nachtlandung des Shuttle war eigentlich für die Piste auf Cape Canaveral geplant, mußte aber kurzfristig wegen schlechter Wetterbedingungen auf die Edwards AFB verlegt werden. Hier setzte die „Discovery“ am 18.09.1991 um 07:39 UTC nachts nach einem Flug von 128:28 h sicher auf Runway 22 auf.
Der UARS Satellit begann aber mit seinen Untersuchungen der oberen Erdatmosphäre. Mit einem sehr umfangreichen Instrumentarium an Sensoren sollte er in den nächsten achtzehn Monaten intensiv die sogenannte Troposphäre untersuchen und speziell die hier vorhandenen Gase und ihre Einflüsse auf die schützende Ozonschicht der Erde. Begonnen hatte das UARS Projekt bereits 1979. Neun Instrumente wurden für den Satelliten ausgewählt, für dessen Start nur das Space Shuttle in Frage kam (später kam noch ein zehntes Experiment hinzu). Finanzierungsprobleme und die „Challenger“ Katastrophe verzögerten den Start des Satelliten um mehrere Jahre. Schließlich nahm er aber im Herbst 1991 seine sehr erfolgreiche Arbeit auf. Am 02.06.1992 traten dann erstmals Probleme mit der Solarzellenfläche auf, die langsam rotierte, um eine optimale Ausrichtung auf die Sonne zu gewährleisten. Tests am Boden zeigten, daß wohl Metallspäne entstanden waren, die das System schwergängig werden ließen. Bis zum September 1993 gewährleistete ein work around einen weitgehend normalen Betrieb der Solarzellenfläche. Dann mußte der Backup Antrieb in Betrieb genommen werden. Im März 1995 fiel dann ein Erdsensor aus, was die Belastung für den Antrieb deutlich erhöhte. Im Mai 1995 mußte daher die Entscheidung getroffen werden, fortan auf die Nachführung der Solarzellenfläche zu verzichten. Das bedeutete allerdings die Bereitstellung von weniger Energie in einigen Flugphasen und somit auch eine reduzierte wissenschaftliche Ausbeute. Im Juni 1997 fiel dann eine der drei Batterien aus und ab Oktober 1999 gab es Probleme mit dem letzten verbliebenen Band-Datenspeicher an Bord. Auch arbeiteten einige der wissenschaftlichen Instrumente zu diesem Zeitpunkt nur noch eingeschränkt. Doch alle Systeme des Satelliten hatten ihre projektierte Lebensdauer mittlerweile weit überschritten. Die grundlegende Bedeutung der Messungen von UARS sorgten aber immer wieder für die Bereitstellung neuer Mittel für den Weiterbetrieb. Der Satellit dokumentierte u.a. eindrucksvoll das Wachstum der Ozonlöcher über der Nord– und Südhalbkugel der Erde und zeigte den Einfluß von Aerosolen, Methan, chlorierten Kohlenwasserstoffen und Vulkanausbrüchen auf die Ozonschicht.
Das Ende der wissenschaftlichen Mission von UARS (noch immer arbeiteten sieben von zehn Instrumenten an Bord) war mit Ende des Haushaltsjahrs 2001 (30.09.2001) vorgesehen. Damit sollte endgültig die größte „Mission für den Planeten Erde“ aus dem NASA Programm enden. Doch den Wissenschaftlern gelang es, das Programm nochmals zu retten. So erlebte der für einen 18-monatigen Betrieb konzipierte Satellit auch noch das elfte Jahr im All und damit einen kompletten Sonnenzyklus. Und der Betrieb ging noch weiter, selbst als im Januar 2003 der Satellit SORCE gestartet wurde, der einen Teil der Experimente von UARS übernahm. Erst am 15.12.2005 endete der Datenempfang. Eine im Jahr 2001 von der NASA untersuchte Space Shuttle Bergung von UARS hatte dagegen keine Aussicht mehr auf Verwirklichung. Ebenso war längst die Idee aufgegeben worden, ein zweites UARS Exemplar auf eine höher inklinierte Bahn zu starten. Schließlich wurde der Orbit von UARS soweit möglich abgesenkt. Ein gesteuerter Wiedereintritt des massiven Satelliten war aber nicht möglich. Am 24.09.2011 trat er dann tatsächlich in die Atmosphäre ein, zerbrach und verglühte weitgehend. Ursprünglich war befürchtet worden, seine Trümmer könnten über Nordkanada herabregnen. Tatsächlich geschah dies aber wohl über dem Südpazifik.
